Come funziona lo studio del cuore di Framingham

Il 22 agosto 1984, il direttore del programma Framingham Heart Study, il dottor William Castelli, si trova di fronte alla casa di Framingham, Massachusetts, che fungeva da centro di ricerca e clinica per il programma. Nathan Benn / Corbis tramite Getty Images

Venti miglia (32 chilometri) a ovest di Boston si trova la città di Framingham nel Massachusetts, che nel 1948 è stata sfruttata per diventare il sito dello studio longitudinale più influente mai condotto. Conosciuto come Framingham Heart Study (FHS), il progetto di ricerca è stato avviato dal National Heart Institute, noto oggi come National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), ed è accreditato di aver scoperto gran parte di ciò che sappiamo ora sulle malattie cardiovascolari (CVD). La CVD è una classificazione delle malattie del cuore e dei vasi sanguigni che include cardiopatia coronarica, embolia polmonare, trombosi venosa profonda, cardiopatia reumatica e altri. Le persone con CVD spesso hanno attacchi di cuore e ictus e circa 17,5 milioni in tutto il mondo muoiono di CVD ogni anno [fonte: Hajar].

Al momento della creazione dello studio, si sapeva poco sulle cause o sui fattori di rischio associati alla CVD, sebbene negli anni '40 gli scienziati sapessero che era la principale causa di morte negli Stati Uniti.Prima di questo periodo, malattie infettive come la tubercolosi e la polmonite ha ucciso più persone, ma i progressi nell'igiene, nel trattamento antibiotico e nelle vaccinazioni hanno messo fine a questo [fonte: Framingham Heart Study].

Nel 1945, il presidente Franklin D. Roosevelt morì all'età di 63 anni a causa di un'emorragia cerebrale (un tipo di ictus) dovuta a ipertensione non trattata (pressione alta). Dopo la sua morte, è diventato evidente che, nonostante la precedente diagnosi di CVD di FDR, si sapeva poco sulle cause, tanto meno su come dovrebbero essere trattati i problemi cardiaci. La gente pensava che morire di CVD fosse inevitabile. La morte di Roosevelt ispirò il suo successore, il presidente Harry Truman, a riconoscere la prevalenza della CVD come una minaccia per la salute pubblica, e nel 1948 firmò il National Heart Act in legge, che istituì l'FHS, uno sforzo congiunto gestito dalla Boston University e dal NHLBI [fonte: Hajar].

L'idea era di seguire un ampio gruppo di partecipanti disponibili, la maggior parte dei quali inizialmente priva di sintomi evidenti di CVD, per un periodo di tempo significativo. In tal modo, i ricercatori hanno ipotizzato che alla fine sarebbero emersi alcuni punti in comune o caratteristiche, portando a prove conclusive sul perché e come si sviluppa la CVD. L'impegno iniziale di finanziamento era di soli 20 anni, quindi i ricercatori furono sollevati quando, nel 1971, il presidente Nixon stabilì un contratto federale per mantenerlo in funzione [fonte: Whitney]. Più di 40 anni dopo, lo studio è ancora in corso e ora coinvolge più generazioni e migliaia di partecipanti.

Quindi, perché Framingham è stato scelto per questo nobile obiettivo e come hanno raccolto i dati i ricercatori, comunque?

Contenuti

1. Perché Framingham?
2. Scelta dei partecipanti per lo studio Framingham
3. Cosa abbiamo imparato dallo studio di Framingham
4. Critiche al Framingham Heart Study
5. Altri risultati del Framingham Heart Study

Gli spettatori esultano i corridori mentre superano le 6 miglia della maratona di Boston il 17 aprile 2017 a Framingham, Massachusetts. Kayana Szymczak / Getty Images

A molti, Framingham potrebbe sembrare una scelta strana per uno studio così importante, invece di una metropoli più conosciuta e più popolata, come New York City o Boston. La città è stata effettivamente selezionata come sito prima che i ricercatori determinassero che si trattava di uno studio epidemiologico, ovvero uno che esamina la storia della malattia e il suo effetto sulle persone nel tempo.

Idealmente, lo studio sarebbe stato stabilito in aree geograficamente separate allo stesso tempo, per rappresentare un'ampia varietà di gruppi razziali, socioeconomici e regionali. "Gli investigatori di Framingham sono sempre stati consapevoli del fatto che il sito potrebbe non essere rappresentativo degli Stati Uniti e hanno fatto ripetutamente confronti con altre regioni per testarne la generalizzabilità", notano gli scienziati sul sito web dello studio.

All'epoca in cui iniziò la FHS, la popolazione di Framingham di 28.000 abitanti era per lo più bianca e di classe media. Tuttavia, la città aveva alcune cose da fare come sito di ricerca. La popolazione era abbastanza grande da rifornire i partecipanti, eppure la città era fisicamente abbastanza piccola da non essere troppo difficile da osservare o da controllare con loro. Anche la comunità medica e gli ospedali locali hanno sostenuto lo studio. La città aveva già partecipato alla dimostrazione sulla tubercolosi di Framingham, quindi ai ricercatori è stata abbastanza assicurata la collaborazione della gente del posto [fonti: Framingham Heart Study, Whitney].

Sebbene non idealmente di natura diversa, c'erano altri gruppi etnici rappresentati a Framingham, grazie a un afflusso di residenti del secondo dopoguerra. Questa tendenza è aumentata solo dall'inizio dello studio, con Framingham che ora ospita circa 70.000 residenti [fonte: CityTownInfo].

Una volta che i ricercatori avevano una posizione, dovevano capire come arruolare un numero sufficiente di partecipanti.

La dimostrazione della tubercolosi di Framingham

Meno di 100 anni fa, la tubercolosi (TB) ha devastato famiglie e comunità negli Stati Uniti, così come nel resto del mondo. La Framingham Tuberculosis Demonstration è stato il primo studio sulla salute del suo genere al mondo, che ha coinvolto la partecipazione della comunità cittadina per fornire dati epidemiologici per prevenire le morti per TBC.

Dominic Verelli, un partecipante originale al Framingham Heart Study, supera il suo esame. Mark Peterson / Corbis tramite Getty Images

Quando lo studio è iniziato, i ricercatori hanno stabilito una dimensione del campione target di 6.000 persone di età compresa tra 30 e 59 anni. Le persone in questa finestra di età sviluppano più comunemente CVD, ma un campione in questo intervallo includerebbe anche un numero significativo che non presentava già sintomi . Poiché l'idea era di vedere perché e come la CVD si sviluppa nel tempo, questi due fattori sono stati fondamentali. I partecipanti dovevano presentarsi ogni due anni per fornire storie mediche aggiornate e fare esami fisici e test di laboratorio. I ricercatori hanno ipotizzato che non ci fosse una causa di CVD, ma molte, quindi le storie mediche e gli esami sarebbero stati cruciali per scoprire quali fossero queste cause.

Due terzi delle famiglie di Framingham sono stati contattati per far parte del campione. I comitati civici locali e i club hanno contattato personalmente le persone per incoraggiarle a partecipare. Questi sforzi hanno portato 4.469 persone per gli esami, il che non è stato sufficiente. Lo studio è stato ampliato per includere partecipanti volontari che non erano stati contattati inizialmente. Altri 740 di questi volontari sono stati aggiunti alla cosiddetta "Framingham Cohort", che conta 5.209 uomini e donne di età compresa tra 28 e 62 anni..

Due problemi sono risultati da questo metodo: il gruppo campione non era completamente casuale, come avevano sperato gli investigatori, e il gruppo partecipante era più sano della popolazione generale. I ricercatori hanno finito per aggiungere persone che avevano malattie cardiovascolari alla Framingham Cohort [fonte: Framingham Heart Study].

Nel 1971, lo studio si espanse per includere i discendenti della coorte originale dopo che il presidente Nixon operò la sua magia di estensione della ricerca. Questa "coorte di discendenti" comprendeva 5.124 persone e includeva i coniugi. Questo nuovo gruppo ha avuto un duplice scopo. In primo luogo, l'aggiunta dei bambini ha permesso ai ricercatori di cercare prove di raggruppamento familiare di CVD, mentre lo strato aggiuntivo di coniugi ha consentito l'esame di giovani adulti non imparentati [fonte: Mahmood].

Nel 1994, la First Omni Cohort (una delle tre possibili) è stata istituita per rivolgersi alla popolazione sempre più diversificata di Framingham. La prima di queste coorti era composta da 507 persone con radici di nativi americani, afro-americani, ispanici, indiani, asiatici e delle isole del Pacifico che erano locali a Framingham o nelle aree circostanti.

Lo studio si è ampliato ancora una volta con l'istituzione della terza generazione di coorte (Gen III), iniziata nel 2002 ed è in corso e dovrebbe concludersi nel 2019. Attualmente sta seguendo 4.095 persone di età compresa tra 19 e 79 anni all'inizio dello studio, che hanno a almeno un genitore iscritto che già partecipa alla coorte Offspring. Ancora un altro gruppo aggiunto al mix è la New Offspring Spouse Cohort, composta da coniugi della Offspring Cohort che non hanno mai firmato prima, per qualsiasi motivo, e che hanno due o più figli che prendono parte alla Gen III.

Nel tempo, le domande poste nelle storie mediche e i test somministrati sono cambiati man mano che i ricercatori hanno appreso di più sulle cause della CVD.

Grazie allo studio di Framingham, ora sappiamo che determinati comportamenti aumentano le possibilità di una persona di sviluppare CVD. Ecco alcuni dei risultati che ora sembrano banali ma nessuno sapeva con certezza prima di questo studio, così come la data in cui è stato scoperto il ritrovamento [fonte: Framingham Heart Study]:

• 1960: si scopre che il fumo di sigaretta aumenta il rischio di malattie cardiache.
• 1961: livello di colesterolo, pressione sanguigna e anomalie dell'elettrocardiogramma aumentano il rischio di malattie cardiache.
• 1967: si scopre che l'attività fisica riduce il rischio di malattie cardiache mentre l'obesità aumenta il rischio di malattie cardiache.
• 1970: si scopre che la pressione alta aumenta il rischio di ictus.
• 1970: è stato scoperto che la fibrillazione atriale (battito cardiaco irregolare) aumenta il rischio di ictus di 5 volte.
• 1976: si scopre che la menopausa aumenta il rischio di malattie cardiache.

"Gran parte del nostro apprezzamento per la fisiopatologia delle malattie cardiache è venuto dai risultati degli studi della FHS", scrive la dottoressa Rachel Hajar sulla rivista Heart Views. "Ha stabilito i tradizionali fattori di rischio, come l'ipertensione, il diabete e il fumo di sigaretta per la malattia coronarica. Framingham ha anche guidato lo studio delle malattie croniche non infettive negli Stati Uniti e ha introdotto la medicina preventiva".

Questi risultati hanno portato a un cambiamento nella salute pubblica dall'attesa della comparsa dei sintomi CVD al tentativo di prevenirli del tutto. Di conseguenza, è stato sviluppato il Framingham Risk Score (FRS), noto anche come punteggio di rischio clinico. I medici continuano a usarli oggi per calcolare il rischio di un paziente di avere o sviluppare malattie cardiovascolari entro 10 anni. A ciascuna categoria di rischio sono assegnati dei punti, che aiutano i medici a calcolare il rischio specifico per uomini e donne. Queste categorie includono età, abitudine al fumo, pressione sanguigna (trattata o non trattata), livello di colesterolo e se il paziente è diabetico o meno [fonte: Davis].

L'FHS ha anche identificato altri fattori di rischio che, sebbene non così impattanti come il fumo o il diabete, possono comunque aumentare il rischio di CVD di una persona. Ad esempio, la menopausa, così come i problemi psicosociali, come la depressione, lo stress e l'ansia, sono tutti legati alle malattie cardiache. L'apnea notturna è anche associata a un rischio più elevato di ictus [fonti: Hajar, Zoreh].

Oltre al rischio personale di CVD, lo studio mira a dare ai membri della famiglia un'idea migliore delle loro probabilità genetiche. Nel 2010 i ricercatori hanno prodotto la prima prova concreta che una persona ha tre volte più probabilità di avere un ictus se uno dei suoi genitori ha avuto un ictus all'età di 65 anni. Nello stesso anno, hanno determinato che le probabilità di un paziente di avere la fibrillazione atriale aumentano se hanno un parente di primo grado che ha questa condizione [fonte: Hajar].

Evelyn Langley, 87 anni, un membro originale del Framingham Heart Study, abbraccia un membro della famiglia. Mark Peterson / Corbis tramite Getty Images

Nonostante tutte le pietre miliari, uno studio di questa portata non va avanti senza alcuni passi falsi e critiche. Come già notato, la mancanza di diversità nello studio è stata a lungo una fessura nell'armatura. Ciò ha messo in dubbio se i risultati siano veramente generalizzabili, specialmente nella società del melting pot di oggi.

Ad esempio, una revisione ha rilevato che l'algoritmo di rischio inizialmente stabilito era accurato per gli americani neri e bianchi; tuttavia è stimato troppo alto per le donne ispaniche, giapponesi-americane e native americane [fonte: Davis]. Idealmente, la continua aggiunta da parte dell'FHS di gruppi più diversificati mitigherà questo problema e fornirà ulteriori informazioni su come la genetica e il lignaggio giocano nella CVD. Alcuni scienziati hanno modificato il punteggio di rischio FHS per renderlo più applicabile a persone di diverse etnie. Ad esempio, il calcolatore ETHRISK è personalizzato per i gruppi minoritari britannici come quelli di origini indiane, bengalesi, cinesi, irlandesi e dei Caraibi neri.

È stato anche suggerito che i fattori di rischio stabiliti dalla FHS che si applicano così bene agli uomini, potrebbero non essere indicativi del rischio di CVD nelle donne perché ben il 20% delle donne che soffrono di eventi coronarici non ha nessuno dei fattori di rischio associati [fonte: Davis ]. In una mossa simile al calcolatore ETHRISK, è stato sviluppato un punteggio di rischio Reynolds, che include alcuni altri ingredienti, come la storia familiare e l'alta-test di sensibilità della proteina C reattiva (hs-CRP) per determinare meglio il rischio di malattie cardiache di una donna.

Altri critici insistono sul fatto che gli alti livelli di grassi saturi - individuati dall'FHS molto tempo fa come correlati all'ottenimento di malattie cardiache - sono da biasimare meno dell'eccessiva assunzione di grassi trans, alti carboidrati e zuccheri [fonte: Healy]. Infatti, l'FHS originariamente ha scoperto che non c'era alcuna relazione tra l'assunzione di calorie dai grassi e il suo livello di colesterolo da parte di un partecipante. Sembrava anche che a far cadere nei livelli di colesterolo correlato con un aumento della morte per CVD per le persone di età superiore ai 50 anni. Questi risultati hanno lasciato perplessi i ricercatori e non sono stati inclusi nel loro rapporto ufficiale [fonti: Eades, Malhotra].

"Un colesterolo più basso non è di per sé il segno del successo, funziona solo in parallelo con altri importanti indicatori, come il restringimento del girovita e la diminuzione dei marcatori del sangue per il diabete", scrive il cardiologo Aseem Malhotra.

Nel corso del tempo, l'FHS si è espanso per esaminare questioni mediche diverse da quelle coinvolte con CVD. La ricerca sui disturbi neurologici è stata un punto focale per diversi decenni, in particolare dopo un programma avviato nel 1997 in cui i partecipanti FHS potevano donare tessuto cerebrale dopo la morte.

Ciò ha permesso ai ricercatori di esaminare l'impatto del processo di invecchiamento sul cervello e di saperne di più sulle malattie neurologiche, come il morbo di Parkinson o l'Alzheimer. Questa ricerca sta anche aiutando a sviluppare una migliore comprensione dei rischi genetici di queste malattie.

Un cartello stradale a Framingham recita il suo posto come sede di questo famoso studio del cuore. mgstanton / Usato con licenza Creative Commons (CC BY 2.0)

Inoltre, un recente esame dei partecipanti alla Offspring Cohort ha rilevato un possibile collegamento tra il consumo di bevande dolcificate artificialmente e demenza e ictus. In particolare, coloro che hanno consumato uno o più di quel tipo di bevanda al giorno avevano 2,9 volte più probabilità di essere diagnosticati con il morbo di Alzheimer e tre volte più probabilità di subire ictus ischemico (ictus a seguito di coaguli di sangue) rispetto a coloro che non l'hanno fatto t [fonte: Bachert].

Su una nota più spensierata, un altro studio ha utilizzato dati genetici raccolti da FHS per determinare che molte coppie sposate si assomigliano a causa della preferenza conscia o inconscia per determinate caratteristiche, come altezza, peso, classe sociale e religione. I dati di FHS hanno mostrato che, sebbene questa pratica fosse più o meno un dato dopo la seconda guerra mondiale, è diminuita costantemente nei decenni successivi [fonte: Sebro].

Almeno 1.200 articoli sono stati pubblicati su importanti riviste mediche utilizzando i dati dell'FHS [fonte: Hajar]. E mentre questo straordinario studio continua, senza dubbio ce ne saranno molti altri a venire.

Nota dell'autore: come funziona lo studio del cuore di Framingham

Quasi tutti noi siamo stati colpiti da qualche forma di malattia cardiaca, sia in prima persona che tramite una persona cara. Come qualcuno che ha perso una delle sue persone preferite senza preavviso a causa di un catastrofico infarto miocardico, spero che questa preziosa ricerca continui negli anni a venire, assicurandomi di modificarla lungo la strada per essere più generalizzabile a tutti i tipi di persone.

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Altri ottimi link

• American Heart Association
• Framingham Heart Study

fonti

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• Boston.com. "Framingham's TB Study 1916-1923 - Spianando la strada al Framingham Heart Study (1948)." 2017 (18 giugno 2017) https://www.boston.com/event/framinghams-tb-study-1916-1923-paving-the-way-for-the-framingham-heart-study-1948-5345765
• CityTownInfo. "Framingham, Massachusetts." 2017 (18 giugno 2017) http://www.citytowninfo.com/places/massachusetts/framingham
• Davis, Margot MD e Margot Davis, MD, Jason Andrade, MD, FRCPC, Carolyn Taylor, MD, MPH, FRCPC, Andrew Ignaszewski, MD, FRCPC. "Fattori di rischio cardiovascolare e modelli di previsione del rischio: riconoscimento della leadership del dottor Roy Dawber". British Columbia Medical Journal. Settembre 2010 (18 giugno 2017) http://www.bcmj.org/article/cardiovascular-risk-factors-and-models-risk-prediction-recognizing-leadership-dr-roy-dawber
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• Framingham Heart Study. "Background epidemiologico e design: lo studio di Framingham". 2017 (18 giugno 2017) https://www.framinghamheartstudy.org/about-fhs/background.php
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• Framingham Heart Study. "Coorte di terza generazione". 2017 (18 giugno 2017) https://www.framinghamheartstudy.org/participants/generation-three.php
• Hajar, Rachel. "Contributo di Framingham alle malattie cardiovascolari". Viste del cuore. Aprile-giugno 2016 (18 giugno 2017) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4966216/
• Mahmoon, Syed S. e Daniel Levy, Ramachandran S. Vasan e Thomas J. Wang. "The Framingham Heart Study and the Epidemiology of Cardiovascular Diseases: A Historical Perspective". The Lancet. 15 marzo 2014 (18 giugno 2017) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4159698/
• Whitney, Kathy. "È stato esaminato l'impatto storico del Framingham Heart Study." Notizie dalla Vanderbilt University. 3 ottobre 2013 (18 giugno 2017) https://news.vanderbilt.edu/2013/10/03/framingham-heart-study-landmark-impact-examined/
• Zohreh Khayyam-Nekouei e Hamidtaher Neshatdoost, Alireza Yousefy, Masoumeh Sadeghi e Gholamreza Manshaee. "Fattori psicologici e malattia coronarica". ARYA Atheroscler. Gennaio 2013 (18 giugno 2017) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3653260/